JP2005213948A - コンクリート部材のための接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート部材の接続部における剛性の低下を来たさず、コンクリート部材間の連結や引き寄せなどの作業が実質的に完全に行えるようにする。
【解決手段】接続具本体１５と、接続具本体１５に組み合わせる接続ボルト２２、及び接続ボルト２２を操作するために、コンクリート部材１１の側面に形成されている作業口２７を有し、接続具本体１５は、コンクリート部材１１の端部に埋設されている複数のアンカー部材１６、１７と、アンカー部材１６、１７を前端部にて取り付けてあり、かつ接続ボルト２２の差し込み口２３を有するヨーク１８と、差し込み口から差し込んでヨーク１８と係合し、かつ先端部がコンクリート部材１１の端部１２から突出可能な前記の接続ボルト２２を有し、ヨーク１８は、アンカー部材１６、１７の前端部を取り付けるだけの厚さを有して鋳造された金属製のものから成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート部材の連結、引き寄せ、吊り上げ等のために、コンクリート部材の端部に設けられる接続装置に関するものである。

例えば、コンクリート部材間の連結や引き寄せ、或いは打ち継ぎ、そしてコンクリート部材の吊り上げ等の作業のために、コンクリート部材には接続手段が必要とされる。上記の作業は、コンクリート部材同士の接合が主な対象となるが、コンクリート部材の吊り上げの場合には目的のコンクリート部材は１個が普通である。接続又は接合のための構造としては、コンクリート部材に埋め込まれてアンカーの機能を果たす棒状又は帯板状の部材と、このアンカー部材を一体に有したプレート状の部材から成る接続具を使用する。接続具は、コンクリート部材に、例えばインサート成形によって取り付け、プレート部材に開けられた差し込み口をルーズホールとして、コンクリート部材同士の接続部分の不一致を吸収できるような構成を有している。

しかしながら従来の接続具の場合、接続の際に最も力の加えられるプレート部材にルーズホールを設けることになり、プレート部材の剛性を低下させるという問題がある。ルーズホールであるから、或る程度は大きくなければならないが、ルーズホールの面積の大小は、接続具としての性能を左右する。つまり、剛性低下によりプレート部材が変形する
と、コンクリート部材間の連結や引き寄せ、或いは打ち継ぎなどが不完全にしか行われないという問題を生ずる。またプレート部材を用いる接続具は耐荷重が小さいという理由から吊り上げ用として設計されないので、接続具を有するものであっても吊り上げに使用することができない。

この構成の接続具に特有の問題として、アンカー部材とプレート部材とを組み合わせるために溶接作業を必要とする、ということがあり、さらにプレート状の部材のため表面積が大きく、ステンレス鋼を材料とするもの以外は錆びを免れないという欠点がある。従来の接続具について指摘しておかなければならないもう一つの事項は、プレート状部材を使用するために必要な寸法が、アンカー部材の軸径の何倍もの寸法となり、構造鉄筋の間隔に収まり切れない事例が多いということである。接続具を設置するためには構造鉄筋を切断しなければならず、合理的ではない。

特開平８−１３７３７ 特開平９−２５０１４７ 特開２００２−３４９０１２

本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、接続部における剛性の低下がなく、コンクリート部材間の連結や引き寄せ、或いは打ち継ぎなどの作業が実質的に完全に行えるようにすることである。また本発明の他の課題は、コンクリート部材に設けられている構造鉄筋の間隔に収まるコンパクトさを有するコンクリート部材の接続装置を提供することである。また本発明の他の課題は製造上、溶接の必要がなく、使用上、発錆のおそれの少ないコンクリート部材の接続装置を提供することである。

前記の課題を解決するため本発明は、コンクリート部材の連結、引き寄せ、吊り上げ等のために、コンクリート部材の端部に設けられる接続装置として、コンクリート部材に一体化している接続具本体と、接続具本体に組み合わせる接続ボルト、及び接続ボルトを操作するために、コンクリート部材の側面に形成されている作業口を有し、接続具本体は、コンクリート部材の端部に埋設されている複数のアンカー部と、アンカー部の前端部にて一体化しており、かつ接続ボルトの差し込み口を有するヨークと、差し込み口から差し込んでヨークと係合し、かつ先端部がコンクリート部材の端部から突出可能な前記の接続ボルトを有し、ヨークは、アンカー部材の前端部を取り付けるだけの厚さを有して鋳造された金属製のものから成り、コンクリート部材に設けられている構造鉄筋の間に配置するという手段を講じたものである。

本発明に係るコンクリート部材の接続装置は、コンクリート部材に一体化している接続具本体と、接続ボルトを有し、接続ボルトは、コンクリート部材の側面に開口している作業口から操作されるが、接続ボルトの螺合相手は、コンクリート部材と連結等すべき相手コンクリート部材に設けられている雌ねじ部、或いは吊り上げ機械側に設けられている雌ねじ部などである。雌ねじ部としては、公知のインサートナット（図４等参照）、或いは相手コンクリート部材に本発明装置を構成している接続具本体を設けて、作業口から接続ボルトの差し込み口上に配置するナット（図１０等参照）などが組み合わせられる。

接続具本体は、本発明装置を使用する作業上想定される、外力に対抗する抵抗力を発揮するための複数のアンカー部材と、それらを取り付けるためのヨークとから成り、ヨークは鋳造によって形成された金属製のものからなる。ヨークは、中でも、ダクタイル鋳鉄製であることが、耐食性、構造強度、経済性、理想形状の製品化の面から好ましい。この場合ヨークはその両端部などにねじ穴を設けて、鋼製の軸状部材から成るアンカー部をねじ穴にねじ込んで一体化したものであることが望ましい。しかし、一般的に言えば、ヨークは、アンカー部と前端部にて一体化し、かつ複数のアンカー部間に、接続ボルトの差し込み口を有していれば良いものであるが、差し込み口はルーズホールとして、接続ボルトをゆるく差し込んで位置調整を可能にする内径を有している必要がある。

故に、接続具本体の大きさ、外形において、厚味に相当する寸法を決めるのはルーズホールである差し込み口を有しているヨークの差し込み口周りの外寸である。前記の材質において差し込み口の外径を、接続ボルト径の例えば５０〜１００％増しの寸法とした場
合、差し込み口周りの外寸は接続ボルト径の例えば２００〜３００％に当たる寸法を見込めば、構造上必要な強度を得ることができる。しかしこれらの数値を限定的に解釈すべきではない。接続ボルトの差し込み口の先端に相当する箇所には、先細形状を有する係合箇所をヨークと一体に形成しておくことができ、この先細筒部により、位置決めないしは心出し誘導の効果を期待することできる（図５参照）。

また、上に述べたヨーク及びその先細係合筒部の構成に基因して、接続具本体の大きさ特に厚味に相当する寸法が、従来のプレート部材よりも小さくなり、その結果、コンクリート部材に設けられている構造鉄筋の間に、接続具本体を余裕をもって配置するができるようになる。故にヨークは、例えば２個のアンカー部材を取り付ける場合、両端の２個のねじ穴と、接続ボルトを通すルーズホールである差し込み口が、差し込み口を中心に一列に３個並ぶことになる。ルーズホールである差し込み口の内方に接続ボルトが係合する状態を保つために、差し込み口口径と接続ボルト頭の径差を補う係合部材を併用することができる。

コンクリート部材の側面には、アンカー部の間にて接続ボルトなどを操作するために作業口が設けてあるが、作業口は、当然、接続ボルトの差し込み口に通じていなければならない。作業口は、構造鉄筋の間に位置し、コンクリート部材の型成形の際に同時に形成することができる。作業口の型成形は、アンカー部とヨークを有する接続具本体を成型装置に組み込んだ成形型によって行われる。

本発明の装置はこれまでの説明から、コンクリート部材の型成形と同時に形成されるものと考えられ勝ちであるが、必ずしもそうとは限らず、既存のコンクリート製品に対する後付けとしても適用可能なものである。既存のコンクリート製品に対するいわゆる後付けの場合、既存コンクリートの対象とする端部に適当な径の穴を開けてアンカー部を挿入
し、公知の方法を用いて固定するので、そのアンカー部の前端部に一体化しているヨークは、当該コンクリート部材の端部に露出することとなる（図７参照）。なお、接続ボルトの差し込み口に雌ねじを切ることも可能であり、それによって吊り下げ用インサートを兼ねることも可能である。

本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、接続具本体を構成するヨークが、所要の厚さを有して鋳造された金属製のものから成り、従来の曲げ加工したプレート部材に比較して圧倒的な強度を発揮するため、接続部における剛性低下がなく、コンクリート部材間の連結や引き寄せ、或いは打ち継ぎなどの作業をほぼ完全に行うことができるようになり、またコンパクトに形成されており、構造鉄筋の間に収まるため鉄筋を切断する必要がなく、コンクリート部材の強度を損うおそれもない等顕著な効果を奏する。

以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図１ないし図３は本発明に係るコンクリート部材のための接続装置の例１を示しており、図中、符号１１はコンクリート部材、１２はその接続の端面、１３は側面、１４は構造鉄筋を夫々示す。

コンクリート部材１１の端面１２及び側面１３の近くには接続具本体１５がコンクリート部材１１にインサート成形された状態で一体に設けられている。接続具本体１５は、アンカー部としての２個のアンカー部材１６、１７とヨーク１８とから成り、ヨーク１８はアンカー部材１６、１７を取り付けるためのねじ結合部１９、２１を有している。アンカー部材１６、１７は鋼製で所望の長さに形成され、ヨーク１８はダクタイル鋳鉄製で、左右にアンカー部材１６、１７のねじ結合部１９、２１を配置し、また中央には接続ボルト２２の差し込み口２３を有している。差し込み口２３は所謂ルーズホールであり、ボルト頭との径差を補う係合部材２４を併用する。例１のヨーク１８の前後寸法は、中央の差し込み口前部に前方への突部２５を有するほか全体として一様で良い。ヨーク１８の突部２５の先には別部材から成る延長筒２５´が設けられている。延長筒２５´は差し込み口２３と同径でルーズホールを形成しており、有効被りの確保及び鉄筋との接触を避ける等の目的で設けられ、鉄、プラスチック、ゴム、セラミック等を材料として、ヨーク１８と一体に設けられている。

コンクリート部材１１の側面１３に開口する作業口２７が、ボルト締め等の作業を行うために設けられている。例示の作業口２７は２個のアンカー部材１６，１７の間かつ差し込み口２３の内方に相当する位置に設けられているが、アンカー部材１６，１７が作業口２７内に露出するかどうかということについては問題にしなくても良い。つまりアンカー部材１６，１７は主としてその長さによって、必要な抵抗力を得るように設計されてお
り、作業口２７内に露出するかどうかは影響を与えない。

図４ないし図６は、ヨーク３８の前側中央に先細状の係合筒部２８を設けた接続具本体３５を有する本発明の例２を示しており、係合筒部２８はコンクリート部材１１の端面１２から突出している点において例１と異なるが、その他については同様の構成を有している。そこで相違箇所について説明すると、係合筒部２８のテーパ周面２９は先細状に形成されており、正確に云えば円錐台形状を有していて、相手コンクリート部材３１の端面３２に設けられている円錐代形状の周面３３を持つ係合穴３４と係合することにより、相手コンクリート部材３１に設けられている雌ねじ部３６としてのインサートナットへヨーク３８の差し込み口３９を心出し状態をめざして誘導し得るように構成されている。なお、例１と同様の構成については符号を援用し、詳細な説明を省略する。

例２の場合もコンクリート部材１１に接続具本体３５をインサート成形することによ
り、例１の場合と全く同様に製造することができる。例２では、テーパ周面２９、３３の係合により、或るコンクリート部材１１と相手コンクリート部材３１が正しい位置関係に誘導されるので、作業口３７にて行う、ナットランナ等を用いたねじ締め作業により、コンクリート部材１１、３１同士は正しい位置関係に配置されることになる。

図７ないし図９は、後付けとして装置を適用する本発明の例３を示している。例３の場合、既存のコンクリート部材４１の端面４２に接続具本体４５を取り付けるために、アンカー部材４６、４７の挿入が可能な植え込み穴４４、４９を２箇所形成し、またそれらの間の側面４３には作業口５１を形成する。植え込み穴４４、４９にアンカー部材４６、４７を取り付けるには、接着剤としてコンクリートと鋼の接着に適したセメントを単独で或いは他の接着剤や充填剤と併用し、確実に固定されるようにする。ヨーク４８は、アンカー部材４６、４７の先端をヨーク両端に開けた結合部に通してナット５２、５３により締め付けてアンカー部材４６、４７と結合する。

例３における、相手コンクリート部材５５との結合手段はやはり後加工によって形成することができる。必要となるのは、相手コンクリート部材５５の端面５６に、ヨーク受け入れ部５７を形成すること、ヨーク受け入れ部５７の奥の内壁に、雌ねじ部５８としてのインサートナットを設置することである。しかし相手コンクリート部材５５については、後加工でなく予め製造されたものも当然使用可能である。また例３についても、例２と同じく円錐台形状の周囲を持つ係合筒部と係合穴による、心出し手段を適用することができる。なお、前記の例１と同様の構成については符号を援用し詳細な説明を省略する。

図１０以下は、本発明の装置により実施される作業の例示である。図１０では相手コンクリート部材６１に対して、本発明の装置を適用する例であり、相手コンクリート部材６１に設けられている雌ねじ部６３としてのインサートナットに、例１の頭付きボルト２２に代えて接続ボルト６２をねじ入れるとともに（上段）、目的のコンクリート部材１１を配置し（中段）、その差し込み口２３のルーズホール機能を利用しつつ接続ボルト６２を差し込み口２３に挿入し、径差を補う係合部材２４を用いてナット６４を接続ボルト６２にねじ合わせ、作業口２７に工具先端を差し入れてボルトナット６２、６４を締め付け、コンクリート部材１１、６１の連結を行う。この連結は、コンクリート部材間の引き寄せを伴うものである（下段）。

図１１ないし図１３では、図１０のコンクリート部材間１１、６１の作業の変化例を示しており、締め付けナット６４とヨーク１８との間に、球面座金６５とその受け座６６を設け、融通性を増したものである。接続ボルト６２とその差し込み口２３とは相当の（差し込み口径がボルト径の１５０〜２００％程度の）径差を持つルーズな関係としてあるので、この径差の範囲で接続ボルト６２の傾斜が許容されかつナット６４による締結が可能となっているが、球面座金６５と受け座６６を併用することによりナット締結力を確実にヨーク１８を介してコンクリート部材１１に伝えることができる。

図１４は、接続具本体１５、１５´を有するコンクリート部材１１、１１´同士を連結する作業の例示である。連結する一方のコンクリート部材１１に接続ボルト６２を差し込み口２３から挿入して係合部材２４及びナット６４をボルト端部に取り付け（上段及び中段）、次いで一方のコンクリート部材１１の端面１２に他方のコンクリート部材１１´の端面１２´を向けて配置するとともに（中段）、接続ボルト６２の他端を差し込み口
２３´から挿入して係合部材２４´及びナット６４´をボルト他端部に取り付ける（中段より下段）。ナット６４、６４´による締結作業は、すべて作業口２７、２７´から行うことができる。この例では、接続するコンクリート部材１１、１１´の夫々の差し込み口２３、２３´がボルト２２に対してルーズホールとなっているので、差し込み口径とボルト径の径差の２倍のルーズ性が得られることになり、作業性がより良好なものとなる。図１５に２倍のルーズ性が図示されている。

図１０〜図１５の例では、アンカー部材１６、１７…には、鉄筋として市販されている製品を利用できることが示されている。この場合、市販されている鉄筋を適当な長さに切断し、その端部の少なくとも一方の端部におねじ部６７を形成し、ヨーク１８に形成されている雌ねじ部６８と螺じ合わせられるようにする加工で、アンカー部材１６、１７…を製造することができる。

これまでの例では、相手コンクリート部材１１´、４１、６１´の形態として、一方のコンクリート部材１１と同様のものについて説明したが、全く異なる形態を持つコンクリート部材の接合例４について以下説明する。図１６〜図２０は互いに直交する関係にあるコンクリート部材１１、７１の接合に本発明を適用した例４であり、柱と梁を接合する場合に適当である。一方のコンクリート部材１１は例１に示したものと実質的に変らないので、図１〜図３の符号を援用して詳細な説明に代える。これに対し、相手コンクリート部材７１は、一方のコンクリート部材１１の長手方向に対して直交方向に配置される部材であり、この相手コンクリート部材７１には部材厚の薄さを補うためにアンカー部材７２、７３を埋設しており、その埋設部材７２、７３に相手ヨーク７４を結合して相手接続具本体７５を形成し、中心を貫通するボルト穴７６に接続ボルト２２を通し、ナット６４で締結する構成を有している。相手コンクリート部材７１のボルト穴７６はルーズホールでなくても良い。そして、相手接続具本体７５を設けたコンクリート部材７１の一部には作業口７７を設けている。

例４により、本発明の装置が相互に直交する関係に配置されるコンクリート部材１１、７１同士についても適用されることが明らかになる。請求項１に記載されている発明は相互に接続されるコンクリート部材同士の内で、一方のコンクリートに求められる構成要件を特定しており、図４に例示されているように相手コンクリート部材３１にはただ１個のインサートナットなどがあればそれで足りる、つまりボルト接合が可能である。また、同じ構成を持ったコンクリート部材を２個組み合わせることも図１４に示されているとおり本発明の範囲でなし得る事柄であり、図１６以下の例４に示されているように、さらに発展した構成を持つ相手コンクリート部材７１を組み合わせることにより、接続対象としての相手コンクリートの種類は増すので、本発明によるコンクリート部材の接続形態は広汎である。

本発明に係るコンクリート部材のための接続装置の実施例１を示す斜視図。 実施例１の中央縦断面図。 （ａ）実施例１の平面図。（ｂ）同じく正面図。（ｃ）同じく側面図。 本発明の実施例２を示す斜視図。 同上要部の拡大側面図。 （ａ）実施例２の平面図。（ｂ）同じく中央縦断面図。（ｃ）同じく側面図。 本発明の実施例３を示す斜視図。 同上要部の拡大側面図。 （ａ）実施例３の平面図。（ｂ）同じく中央縦断面図。（ｃ）同じく側面図。 本発明装置による作業例を段階的に示す平面説明図。 同様の作業例を示す斜視図。 同じく作業工程における水平断面図。 傾斜した位置関係にあるコンクリート部材の連結を示す水平断面図。 本発明装置による作業例を段階的に示す水平断面図。 本発明装置による連結部の例を示す水平断面図。 本発明の実施例４を示す斜視図。 同じく図１６の要部拡大図。 同じく図１６のものの平面図。 図１８の中央部縦断面図。 図１８に対する側面図。

符号の説明

１１、１１´、４１、６１、７１ コンクリート部材
１２、１２´、４２ 端面
１３、４３ 側面
１４ 構造鉄筋
１５、３５、４５、７５ 接続具本体
１６、１７、４６、４７、７２、７３ アンカー部材
１８、３８、４８、７４ ヨーク
２２、２２´、６２ 接続ボルト
２３、２３´、３９ 差し込み口
２４、２４´ 係合部材
２７、２７´、３７、５１、７７ 作業口
２９、３３ テーパ状の周面
３１、５５、６１ 相手コンクリート部材
３６、５８、６３ 雌ねじ部

Claims (2)

1. コンクリート部材の連結、引き寄せ、吊り上げ等のために、コンクリート部材の端部に設けられる接続装置であって、コンクリート部材に一体化している接続具本体と、接続具本体に組み合わせる接続ボルト、及び接続ボルトを操作するために、コンクリート部材の側面に形成されている作業口を有し、接続具本体は、コンクリート部材の端部に埋設されている複数のアンカー部と、アンカー部の前端部にて一体化しており、かつ接続ボルトの差し込み口を有するヨークと、差し込み口から差し込んでヨークと係合し、かつ先端部がコンクリート部材の端部から突出可能な前記の接続ボルトを有し、ヨークは、アンカー部の前端部を取り付けるだけの厚さを有して鋳造された金属製のものから成り、コンクリート部材に設けられている構造鉄筋の間に配置されることを特徴とするコンクリート部材のための接続装置。
2. ヨークはダクタイル鋳鉄から成りその端部にねじ穴が形成されており、鋼製の軸状部材から成るアンカー部を、その先端に形成されたおねじ部にてヨークのねじ穴にねじ込んで固定する構成を有している請求項１記載のコンクリート部材のための接続装置。
   

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